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虎科大創物聯網警示系統 為夜間用路人護航
新知
第1783期
虎科大創物聯網警示系統 為夜間用路人護航
焦點
2023-10-25
【記者張雅媜綜合報導】車輛行駛於昏暗的道路上,若司機沒看見正穿越馬路的行人,往往會釀成悲劇。國立虎尾科技大學資訊工程系副教授簡銘伸與專科部學生劉欣庭、宋沛玲、陳有臨、廖御証組成之研究團隊,研發出「用路人安全暨警示系統」,讓車輛駕駛及早注意行人穿越道上的狀況,也使行人能主動躲避車輛,榮獲2023第四屆美國AII達文西國際發明展金獎。 以汽車模型模擬在昏暗的道路上,系統感應到車輛靠近而使燈泡亮起的過程。 圖/簡銘伸提供虎科大研究團隊有感於上半年行人與車輛碰撞的交通事故頻傳,於是著手研發更能維護行人安全的警示系統。此系統的警示裝置有別於以往架設於路邊的告示牌,而是將成排的LED燈嵌在地面上,當車輛靠近時,整條行人穿越道就會亮起來。簡銘伸表示系統亦能保障行人安全,「即便是低頭族,也會看見閃爍的燈光而有所警覺。」警示系統利用了物聯網的技術,可以透過主控板控制連接上網路的各個裝置。劉欣庭說明:「透過編入程式碼至控制板,控制板即可自動控制其他連結到的裝置。」再結合現行測速照相機的作法,將感應感測模組埋在馬路下。模組由足夠長度的線圈構成,汽車經過時,金屬製的引擎改變線圈磁場,因而產生電流。電流將訊號傳遞給物聯網的主控板後,主控板再發出指令使LED燈間歇性閃爍。 系統是利用物聯網的技術結合感應線圈的原理,將汽車經過的訊號傳送至控制箱,使行人穿越道上的LED燈閃爍。 圖/劉欣庭提供為了讓駕駛在受警示後有足夠的反應時間,研究團隊除了蒐集交通部公開之「柏油路摩擦係數對應車速所需煞車距離」資料,參考該路段最高速限對應的數值,簡銘伸也補充道:「交通部的資料僅考慮摩擦力進行推估,但人受警示之後仍須2至2.5秒的反應時間,因此我們也把反應時車子的移動長度納入考量。」研究團隊算出夜間駕駛自反應到車輛停止所需之煞車距離,並以此調整感應模組的位置。 研究團隊蒐集交通部提供之車速與煞車所需距離相關資料,以計算出感應線圈應架設於距行人穿越道多遠的位置。 圖/簡銘伸提供此系統能同時保障駕駛和行人的安全,大貨車司機張立泓表示,此系統的設計在視覺上對駕駛很有幫助,能有效提升其警覺性。機場接送專車駕駛張堂升則認為:「雖然此系統有一定警示效果,但若想減少事故發生,解決車輛視線死角的問題更重要。」惟簡銘伸也提到,此系統目前只以數據推算,卻無法預測人性,「若車輛超速,那裝置預留的反應距離就可能會不太夠。」不過他仍肯定此系統的發展可能性,他表示物聯網技術的應用層面還可以更廣泛,系統若連接行人的行動裝置,能增添操作性功能;若連接無線導盲杖並加入警示音設計,則能提升視障人士行走於道路上的安全性。
人臉特徵成密碼 助驗證產銷履歷
新知
第1733期
人臉特徵成密碼 助驗證產銷履歷
2020-10-21
【記者崔兆慧綜合報導】現代人健康意識抬頭,對於食品安全越發重視。國立虎尾科技大學資訊工程系副教授簡銘伸帶領學生團隊,研發「組合式生物特殊辨識技術之智能合約與資訊交換區塊鏈裝置」,對食品供應鏈人員及檢驗單位進行人臉辨識,確保資訊無誤,以保障消費者權益。此技術在「2020第十六屆烏克蘭國際發明展」得到金牌獎。裝置會先透過人工智慧進行人臉辨識,將臉部特徵轉換成區塊鏈(註)上的私鑰(即密碼),並對資料進行加密,接收者透過區塊鏈,便能驗證資料是否正確,而每個人獨一無二的臉部特徵,可確保交換資訊雙方身分的唯一性。團隊成員、資工系學生蔡侑達說明,區塊鏈具有去中心化的特性,用戶不須透過第三方即可交換資料,使資訊安全更有保障。註:區塊鏈為去中心化的雲端資料平台,平台內資料皆會被加密(稱為區塊),使得區塊內容難以被篡改。 裝置將人臉辨識結果作為區塊鏈加密應用,轉換而成的私鑰可以在區塊鏈上讀取、交換資料。 圖/國立虎尾科技大學提供簡銘伸提到,虎科大設有農業與生物科技產品檢驗服務中心(以下簡稱農檢中心),又因校址鄰近西螺果菜市場,團隊於是產生將食品檢驗、人臉辨識及區塊鏈結合的靈感。此裝置可將食品檢驗資料電子化,並儲存在區塊鏈上,從生產端、食品檢驗單位到經銷商等人員交換資料時,都須進行人臉辨識,且後續可進行驗證,資料有誤時也能追查是哪個環節出錯。現有農產品產銷履歷只能查到產地等資訊,且無法得知每份產品的檢驗報告。簡銘伸補充,未來將開發消費者端APP,檢驗單位可先將報告上傳至區塊鏈,消費者在購買食品前,就能以APP查詢相關履歷。也因供應鏈上每一步驟都有經人臉辨識加密,能有效監督業者和檢驗單位、提升產品品質。小型養雞戶、有機蔬菜批發商汪珍寬說:「此裝置對消費者和良心業者都是保障,實名制也讓檢驗人員不敢亂來,支持這種做法。」目前此裝置正在虎科大農檢中心試營運,簡銘伸提及,因擔心伺服器無法負荷龐大流量,現階段還無法提供消費者加入,但已確定實際運作無虞。團隊初步將學校附近農民和檢驗單位的人臉辨識結果,加密放在區塊鏈上,確認裝置可以追蹤每筆資料的來向,使交易變得更公開透明。 虎科大資工系副教授簡銘伸帶領學生蔡侑達、王景寬、吳偉翔,研發結合人臉辨識與區塊鏈的裝置,於「2020第十六屆烏克蘭國際發明展」得到金牌獎。 圖/國立虎尾科技大學提供「此裝置的成本僅3000元,可望在市場中普及。」簡銘伸補充,團隊取得人工智慧系統開發版,得以減去購買系統的成本。未來計劃由團隊提供區塊鏈平台,農民或檢驗中心只需再購入拍攝人臉用的鏡頭,便能引用此技術。此外,他們也希望裝置能夠在民國110年被廣泛使用,為食品產業鏈建構更清楚安全的交易環境。
虎科大創窄巷滅火設備 高水壓助尖頭前進破窗
新知
第1731期
虎科大創窄巷滅火設備 高水壓助尖頭前進破窗
2020-10-07
【記者崔兆慧綜合報導】當狹窄巷弄失火時,常因消防車無法進入而耽誤救火,高樓滅火更是困難。有鑑於此,國立虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系教授許坤明帶領學生團隊研發「多功能自動破窗滅火設備」,運用高水壓推動設備前端的尖頭前進,破窗進入屋內灑水滅火。此發明在「2020台灣創新技術博覽會」上得到金牌。 「多功能破窗滅火設備」由國立虎尾科技大學機械與電腦輔助工程系教授許坤明帶領學生團隊研發,可運用在救火行動中。 圖/崔兆慧攝多功能自動破窗滅火設備由三節空心管、C形鉤及尖端含孔洞的三角錐柱體組成。消防人員可將其架設在窄巷地面上,先以低水壓將三節管上升至適當高度,再用C形鉤鉤住窗邊或女兒牆,最後利用高壓水柱推動三角錐柱體前進,達到破窗效果。而前端三角錐含螺旋型孔洞,水柱灌入時會產生反作用力帶動其旋轉,以深入火場大面積灑水。許坤明補充,此發明若運用在巷弄高樓失火,可降低人力並提升救火效率。 圖為「多功能破窗滅火設備」草稿圖。前端三角錐內有螺旋孔洞,水柱灌進時產生反作用力使機體自動旋轉。 圖/李一青提供許坤明說明,發明靈感來自旋轉澆花器,他發現花灑旋轉時,灑水的面積更大,便想到滅火也能運用同樣原理,於是在滅火設備前端增加旋轉設計,藉此擴大灑水面積。此外,他又觀察到消防車無法進入狹窄巷弄,進而產生將消防設備輕量化,使其能夠攜帶的想法。團隊成員虎科大機工輔系學生李一青提及,研發中要考慮各零件的重量,避免整體過重難以攜帶,一開始傷透腦筋。經過不斷嘗試和改良,團隊最後選用鋁製三節空心管降低重量,而用來破窗的三角錐則使用堅硬的碳化物及合金鋼。許坤明說:「發明前後花了三、四年,尋找最適合的材料花了很多心思。」李一青也提到,目前裝置高度只有約十公尺,之後會嘗試把三節管改成組合式連結,透過分散重量增加高度。桃園市政府消防局第一搜救救助分隊隊員徐鵬翔說:「消防車無法進入的窄巷失火時,可能要佈設一、二百公尺的水線,會花很多時間。」他認為此發明立意良善,不過救火行動中破窗要非常謹慎,需多方評估現場狀況,包括室內火勢,以及是否有人員待救等,若火勢猛烈仍貿然破窗恐造成室內外壓力不平衡,導致窗戶爆裂。因此他認為,現階段救火破窗仍需人力判斷,單靠機器的風險太大。 「多功能破窗滅火設備」在2020台灣創新技術博覽會上得到金牌,學校師生於會場中合影。 圖/國立虎尾科技大學提供「未來會與消防單位談合作,希望能減少消防員的傷亡。」許坤明表示。他更進一步補充,發明到生產應用還有許多要改良的部分,像是減輕重量以方便攜帶,以及與消防單位溝通可行性等,倘若此研發能通過消防單位的評估,會嘗試進入生產,協助改善消防設備。
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